處理器之中斷（二）
我們看到先是外部設備觸發中斷，然後處理器響應，進行當前上下文信息的保存。再通過獲得外部設備中斷的類型，當外部設備的類型傳進來之後處理器再進行相應的處理。處理完之後再清除外部中斷的標誌位，進而清除中斷的標誌位，最後再次獲得之前保存的上下文信息進行繼續執行。
那麽軟件工程師眼中的中斷服務程序是怎樣的呢？1、不能有返回值，不能有參數傳遞；2、必須小而高效，避免浮點運算。下面的程序就是不允許的。
下來來看看中斷的意義。1、應用程序不必關心中斷的發生與處理；2、中斷服務程序不必關心應用程序的執行狀態；3、中斷是“上層應用”與“底層代碼”的“分隔邊界”。如下
中斷分為兩類：硬中斷和軟中斷。硬中斷是指通過處理器中斷信號線產生的中斷；軟中斷是指通過非法指令或特殊指令觸發的中斷。中斷是分優先級的，當多個中斷同時出現時，處理器先響應高優先級的中斷。當低優先級中斷的 ISR 執行時，可以被高優先級中斷再次打斷，ISR 比 App Code 擁有更高的執行優先級。那麽中斷的一個應用就是程序的斷點，斷點是指調試工具用於暫停代碼執行的指令位置，斷點的實現原理為處理器的中斷支持。軟件斷點是指利用非法指令異常產生中斷實現，而硬件中斷是指利用中斷寄存器的特性產生中斷實現。
程序斷點的實現原理：1、獲取原程序指定行對應的代碼地址；2、把代碼地址中的指令替換為中斷觸發指令；3、在中斷服務程序中將控制權交給調試程序；4、調試程序讀寫原程序上下文信息；5、調試程序將代碼地址中的指令還原；6、原程序從斷點處繼續向下執行。過程如下
下來我們來看個工程產品的案例，是要做一款可以進行斷點調試的工具，但是不能夠影響其實時性。其提出的背景是嵌入式實時系統對時序的要求比較嚴格，各個線程的執行有相對嚴格的時間要求。痛點就在於斷點調試在嵌入式實時系統中不適用。那麽最常規的解決方案是日誌調試法，它的原理是：1、在代碼中的“關鍵位置”添加打印語句；2、打印語句盡可能詳細的打印上下文信息（函數名，局部變量等）；3、當系統出現問題時，查看日誌文件，分析問題。
那麽這時唐長老就產生了一個瘋狂的想法：同時結合日誌調試法和斷點調試法的優點，使得實時系統調試時，能夠任意查看指定代碼行上下文的信息；並且不增加打印語句，不暫停執行。解決方案便是：1、獲取原程序指定行對應的代碼地址；2、把代碼地址中的指令替換為中斷觸發指令；3、在中斷服務程序中抓取全局信息和棧信息；4、抓取的信息發送回調試程序解析並輸出。實踐的結果便是有了 MProbe 這一款產品，它的特點：1、基於 ARM + Linux 平臺完整實現；2、通過中斷原理成功獲取上下文信息；3、完全不影響程序的執行時序；4、產品關鍵技術點有中斷、ISR、編譯信息、GDB、GUI、Socket 以及多線程。
處理器之中斷（二）